Ni基薄膜的微波吸收和电磁屏蔽性能研究

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纳米镍基磁性金属由于尺寸一般小于其趋肤深度,可抑制其在高频下的涡流效应,而且纳米线的尺寸具有可调性,从而使我们可以通过改变纳米线的几何尺寸来实现对吸波材料的课调。本文同过磁控溅射的方法在聚酯膜片上制备了一系列的金属薄膜,对薄膜的导电性能和磁性能进行研究,初步探讨薄膜的微波吸收和屏蔽机理。具体如下:  1.对比在不同功率条件下制备的Ni金属薄膜,通过测量薄膜的电阻率和磁滞回线,结果表明,电阻率随着溅射功率的增大而减小,薄膜样品的饱和磁化强度随着功率的增加而增加。  2.功率比较小的条件下制备的薄膜的磁性颗粒尺寸比较小,薄膜中的磁性颗粒都属于单畴范围,磁极旋转吸收电磁波能量,随着Ni颗粒尺寸的减小,单畴磁性颗粒数的增加,电磁波能量的吸收强度在增加。  3.对于多层Ni薄膜的微波吸收,随着薄膜层数的增加,电阻率在不断的增大。这可能是因为镀膜室中充入氧气形成氧化物之后,外侧电子不容易移动,将Ni薄膜的连续性给隔离,从而降低薄膜的导电性能。材料的单一性不能使得材料在每一个频段内都有比较明显的微波吸收变化,但还是能看出薄膜的层数越多对微波吸收效果更明显。  4.对于Ni-Al合金薄膜来说,Al含量的增加,矫顽力却从66Oe增大到87Oe,Al的加入,减小了磁滞伸缩,降低了由磁化过程的磁滞伸缩而引起的内应力,从而使矫顽力升高。  5.在没有外加磁场的磁控溅射中,被溅射出来的粒子很快就穿过了磁场,所受到的磁场作用有限;当增加外加磁场以后,整个腔体的空间中都存在磁场,增加了与工作气体的碰撞几率,提高了工作气体的离子浓度和薄膜的沉积速率。  6.在磁场条件下生长使Ni膜的磁各向异性增强,具有较高的饱和磁化强度,因而在GHz频率下能够得到更高的屏蔽性能,使Ni膜的屏蔽效果得到了一定程度的优化。  7.Cu-Ni多层薄膜越薄,抵消的作用也就越强。反射衰减不但与反射面的导电性能,磁性能密切相关,而且还和电磁波的频率也有很大的关系。所以说,如果增加薄膜的层数不会导致结构的复杂变化的话,反射面的数量越多,就越能获得高的屏蔽效果。  8.对于Cu-Ni合金薄膜,在5.85~8.2GHz频段内,屏蔽效果都在43dB以上,相比其他频段内的屏蔽效果更佳,而且在这个频段内最高值与最低值之差不超过2dB,整体的屏蔽效果更好。在磁场条件下制备的Cu-Ni多层膜在5.2 GHz的频段范围内有磁场成型的薄膜的屏蔽效能达到最大的57dB。
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